3-6 真空热处理的注意事项

● 什么是真空？

真空是压力低于大气压 (1.013 x 105 Pa) 的整个空间，范围从低真空 (105 至 102 Pa) 到超高真空 (10-5 Pa 或更小)，具体取决于压力范围。用于热处理的范围达到高真空区域，对于钢材的热处理，低真空或中真空就足够了。如果使用真空，它可以比其他加热气氛更容易加热，因此真空炉现在用于广泛的热处理，包括模具的淬火和加热。

对钢材进行真空加热时，需要定性的超高真空区域，而不是定量的超高真空区域。定性的超高真空是指氧化性气体的量与超高真空区的量大致相同，即使该量是低真空或中真空。获得定量超高真空需要涡轮分子泵等昂贵的设备，但定性超高真空在真空容器内使用氮气（N 2）或氩气（Ar）。消除残留空气等氧化性气体。

● 篮子和夹具中 Cr 蒸发的影响

当所有物质在真空中被加热到高温时，它们就会蒸发，当达到蒸气压时就会蒸发。在钢材所含的合金元素中，锰(Mn)、铬(Cr)等蒸气压高的元素容易蒸发，加热温度越高、加热压力越低，蒸发量越大。增加。例如，不锈钢在真空中高温加热时，蒸气压高的Cr蒸发，表面Cr浓度降低，如图1所示。特别是加热压力越低，Cr的蒸发量越大，因此，在使用不锈钢或耐热钢制的篮筐对淬火温度高的高速工具钢进行淬火时，该蒸发的Cr附着。表面Cr浓度会很高。

高速工具钢本来含有4%左右的Cr，但如图2所示，淬火温度越高，加热压力越低，表面Cr浓度越高，就会异常高。这种Cr量的增加降低了马氏体相变起始(Ms)点，这也导致了淬火后大量的残余奥氏体(γR)。当产生大量γR时，如图3所示，在540～580℃的正常回火温度下不能完全分解，所以大部分仍为白色层。由于该γR较软，会导致耐磨性变差，因此真空淬火高速工具钢时，加热压力应尽可能高，并用好定性超高真空。

● 加热压力对表面粗糙度和亮度的影响

在1000°C以上的高温下加热时使用真空时，降低加热压力可能会导致光泽度下降和表面粗糙。这种倾向在淬火加热温度越高时越明显，如在高速工具钢中，因此应特别注意这种倾向。该表面劣化的原因是如上所述被处理材料中所含的蒸气压高的元素蒸发。

例如，图4显示了加热压力和加热时间对SKH51从1220℃淬火后的光泽度和表面粗糙度的影响。显然，加热压力越低，光泽度和表面粗糙度越差，加热时间越长，差异越大。从这些事实可以看出，真空淬火高速工具钢时，低真空优于加热压力。

但是，在这样的低真空或中真空区域，由于大气中残留空气的存在，会导致表面因氧化而变色的问题，所以在加热前需要用N 2 此外，采取防止二次大气污染的措施也很重要，例如在加热过程中通过使用N 2气体载体和来自真空泵（旋转泵）的废气来控制压力。